Induktorkapcsolás

Az előző oktatóanyagban az Induktivitás megértésével és a működésével kezdtük, most itt az ideje, hogy feltárjuk az induktorok különböző kombinációit. Az elektronikában a kondenzátorok és az ellenállások után az induktorok a leggyakrabban használt alkatrészek, amelyeket különféle kombinációkban alkalmaznak a különböző alkalmazásokhoz. Induktivitást is alkalmaztunk fémdetektorok felépítéséhez, és különböző technikákkal mértük az induktor értékét, az összes linket az alábbiakban adjuk meg:

• LC-mérő Arduino segítségével: Induktivitás és frekvencia mérése
• Az induktor vagy a kondenzátor értékének mérése oszcilloszkóp segítségével
• Egyszerű fémdetektor áramkör
• Arduino fémdetektor

Mi a kapcsolt áramkör?

Az összetevők kombinációi összekapcsolt áramkörök létrehozására szolgálnak. A kapcsolt áramkör jelentése az, hogy az energiaátadás egyikről a másikra áram alatt van. Az elektronikai áramkör fő alkatrészeit vezetőképesen vagy elektromágnesesen kapcsolják össze.

Ebben az oktatóanyagban azonban az elektromágneses csatolásról és az induktorok kombinációjáról, például soros vagy párhuzamos kombinációjú induktivitásokról lesz szó.

Kölcsönös induktivitás

Az előző cikkben tárgyaltuk az induktor öninduktivitását és paraméterét. Az öninduktivitással kapcsolatos művelet során nem történt kölcsönös induktivitás.

Amikor az áramváltozás sebessége bekövetkezik, egy tekercs belsejében feszültség indukálódik. Ami az alábbi képlettel tovább demonstrálható, ahol

V (t) a tekercs belsejében indukált feszültség, i A tekercsen átáramló áram és a tekercs induktivitása L

V (t) = L {di (t) / dt}

A fenti feltétel csak az öninduktivitással kapcsolatos áramköri elemre igaz, ahol két terminál van. Ilyen esetben nem vesznek kölcsönös induktivitást a sorrendbe.

Most, ugyanazon forgatókönyv szerint, ha két tekercs közel helyezkedik el, akkor az induktív kapcsolás megtörténik.

A fenti képen két tekercs látható. Ez a két tekercs nagyon közel van egymáshoz. Az L1 tekercsen átfolyó i1 áram miatt mágneses fluxus indukálódik, amely aztán átkerül a másik L2 tekercsbe.

A fenti képen ugyanaz az áramkör most szorosan be van csomagolva egy maganyagba, így a tekercsek nem mozoghatnak. Mivel az anyag mágneses mag, permeabilitása van. A két külön tekercs mágnesesen van összekapcsolva. Most érdekes módon, ha az egyik tekercs az áramváltozás sebességével néz szembe, a másik tekercs olyan feszültséget indukál, amely egyenesen arányos a másik tekercs áramváltozásának sebességével.

Ezért amikor egy V1 feszültségforrást alkalmazunk az L1 tekercsben, az i1 áram elkezd áramolni az L1-en. Az áramváltozás sebessége fluxust eredményez, amely átfolyik a mágneses magon, és feszültséget termel az L2 tekercsben. Az L1 áramváltozásának sebessége megváltoztatja a fluxust is, amely tovább manipulálhatja az L2-ben indukált feszültséget.

Az L2 indukált feszültsége az alábbi képlettel számítható:

V ₂ = M {di ₁ (t) / dt}

A fenti egyenletben van egy ismeretlen entitás. Ez M. Ennek oka, hogy a kölcsönös induktivitások felelősek a kölcsönösen indukált feszültségért két független áramkörben. Ez az M kölcsönös induktivitás az együttható arányossága.

Ugyanez az első L1 tekercsnél, az első tekercs kölcsönös induktivitása miatt kölcsönösen indukált feszültség lehet -

V ₂ = M {di ₂ (t) / dt}

Ugyanúgy, mint az induktivitás, a kölcsönös induktivitást Henryben is mérik. A kölcsönös induktivitás maximális értéke √L ₁ L _{2 lehet}. Mivel az induktivitás feszültséget indukál az áramváltozás sebességével, a kölcsönös induktivitás feszültséget is indukál, amelyet kölcsönös M (di / dt) feszültségnek nevezünk. Ez a kölcsönös feszültség lehet pozitív vagy negatív, amely nagymértékben függ a tekercs fizikai felépítésétől és az áram irányától.

DOT-egyezmény

A Dot-egyezmény elengedhetetlen eszköz a kölcsönösen indukált feszültség polaritásának meghatározásához. Ahogy a neve is sugallja, a kör alakú pontjel egy speciális szimbólum, amelyet két tekercs végén kölcsönösen összekapcsolt áramkörökben használnak. Ez a pont a mágneses magja körül tekercseléssel kapcsolatos információkat is tartalmazza.

A fenti áramkörben két, egymással összekapcsolt induktivitást mutatunk be. Ez a két induktor L1 és L2 öninduktivitással rendelkezik.

A V1 és V2 feszültségek az induktorokon keresztül alakulnak ki, mivel a pontozott kapcsokon lévő induktorokba áram kerül. Feltételezve, hogy e két induktor kölcsönös induktivitása M, Az indukált feszültség kiszámítható az alábbi képlettel:

Az első L1 induktivitásnál az indukált feszültség a következő lesz:

V ₁ = L ₁ (di ₁ / dt) ± M (di ₂ / dt)

Ugyanez a képlet használható a második induktor indukált feszültségének kiszámításához, V ₂ = L ₂ (di ₂ / dt) ± M (di ₁ / dt)

Ezért az áramkör kétféle indukált feszültséget tartalmaz, az öninduktivitás és a kölcsönös induktivitás miatt kölcsönösen indukált feszültséget. Az öninduktivitástól függő indukált feszültséget a pozitív = V = L (di / dt) képlet segítségével számolják, de a kölcsönösen indukált feszültség negatív vagy pozitív lehet a tekercselés felépítésétől, valamint az áram áramlásától függően. A pont használata fontos paraméter e kölcsönösen indukált feszültség polaritásának meghatározásához.

Csatolt áramkörben, ahol két terminál két különböző tekercshez tartozik, és azonos pontokkal vannak jelölve, akkor az áram ugyanazon irányához, amely a hasonló terminálokhoz viszonyul, az öntekercs és a kölcsönös indukció mágneses fluxusa az egyes tekercsekben összeadódik.

A kapcsolás együtthatója

Az induktív csatolási együttható fontos paraméter a kapcsolt áramkörök számára az induktívan kapcsolt tekercsek közötti csatolás mértékének meghatározásához. A kapcsolási együtthatót a K betű fejezi ki.

A kapcsolási együttható képlete K = M / √L ₁ + L _2, ahol L1 az első tekercs öninduktivitása és L2 a második tekercs öninduktivitása.

Két induktívan kapcsolt áramkör kapcsolódik a mágneses fluxus segítségével. Ha az egyik induktor teljes fluxusát összekapcsoljuk vagy összekapcsoljuk, akkor a másik induktort tökéletes kapcsolásnak nevezzük. Ebben a helyzetben a K kifejezhető 1-ként, ami a 100% -os kapcsolás rövid formája. A kapcsolási együttható mindig kisebb lesz, mint az egység, és a kapcsolási együttható maximális értéke 1 vagy 100% lehet.

A kölcsönös induktivitás nagymértékben függ a két induktívan kapcsolt tekercs áramkör közötti kapcsolási együtthatótól. Ha a kapcsolási együttható nagyobb, akkor a kölcsönös induktivitás nagyobb lesz, a másik oldalon, ha a kapcsolási együttható alacsonyabb, ami nagymértékben csökkenti a kapcsolási áramkör kölcsönös induktivitását. A kapcsolási együttható nem lehet negatív szám, és nem függ a tekercseken belüli áram irányától. A kapcsolási együttható a mag anyagaitól függ. Vas- vagy ferritmaganyagokban a kapcsolási együttható nagyon magas lehet, például 0,99, a levegőmag esetében pedig 0,4-0,8 lehet, a két tekercs közötti távolságtól függően.

Induktor sorozatkombinációban

Az induktorok sorozatban összeadhatók. Kétféle módon lehet az induktorokat sorba kötni, az Aiding Method vagy az Opposition Method használatával.

A fenti képen kétféle soros kapcsolat látható. Az első bal oldalon az induktorok sorba vannak kötve Aiding módszerrel. Ennél a módszernél a két induktivitáson keresztül áramló áram azonos irányú. Amint az áram ugyanabban az irányban folyik, a saját és a kölcsönös indukció mágneses fluxusai végül összekapcsolódnak és összeadódnak.

Ezért a teljes induktivitás kiszámítható az alábbi képlettel:

L _eq = L ₁ + L ₂ + 2M

Ahol L _eq a teljes egyenértékű induktivitás, M pedig a kölcsönös induktivitás.

A megfelelő képhez az Opposition Connection látható. Ilyen esetben az induktorokon átfolyó áram ellentétes irányú. Ezért a teljes induktivitás kiszámítható az alábbi képlettel, L _eq = L ₁ + L ₂ - 2M

Ahol L _eq a teljes ekvivalens induktivitás, M pedig a kölcsönös induktivitás.

Induktorok párhuzamos kombinációban

Ugyanaz, mint a soros induktorkombináció, két induktor párhuzamos kombinációja kétféle lehet, segítő módszer és ellenzéki módszer alkalmazásával.

A bal oldali képen látható segítő módszer esetében a pontszerződés egyértelműen megmutatja, hogy az induktorokon átmenő áram ugyanabban az irányban folyik. A teljes induktivitás kiszámításához az alábbi képlet nagyon hasznos lehet. Ilyen esetben az önindukált elektromágneses tér két tekercsben lehetővé teszi a kölcsönösen indukált emf-et.

L _eq = (L ₁ L ₂ - M ²) / (L ₁ + L ₂ + 2 M)

Az ellenzéki módszer esetében az induktorok egymással ellentétes irányával párhuzamosan vannak összekötve. Ilyen esetben a kölcsönös induktivitás olyan feszültséget hoz létre, amely szemben áll az önindukált EMF-rel. A párhuzamos áramkör ekvivalens induktivitása az alábbi képlet segítségével számítható:

L _eq = (L ₁ L ₂ - M ²) / (L ₁ + L ₂ + 2 M)

Az induktor alkalmazásai

A kapcsolt induktorok egyik legjobb felhasználása a transzformátorok létrehozása . A transzformátor összekapcsolt induktivitásokat használ vas vagy ferritmag köré tekerve. Az ideális transzformátor nulla veszteséggel és száz százalékos kapcsolási együtthatóval rendelkezik. A transzformátoron kívül csatolt induktorokat is használnak a szepikus vagy a visszacsatolt konverterekben. Ez kiváló választás az elsődleges bemenet és az áramellátás szekunder kimenetének leválasztására a kapcsolt induktor vagy transzformátorok segítségével.

Ezen kívül a kapcsolt induktorokat egy vagy kettős hangolású áramkör létrehozására is használják a rádió adó- vagy vevő áramkörben